RU2491131C1

RU2491131C1 - Method of particles density separation

Info

Publication number: RU2491131C1
Application number: RU2012107850/03A
Authority: RU
Inventors: Андрей Александрович Солоденко; Сергей Иванович Евдокимов; Александр Борисович Солоденко
Priority date: 2012-03-01
Filing date: 2012-03-01
Publication date: 2013-08-27

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to separation of solid particles by density and may be used in mining, concentration, chemical industry, etc, for separation of gob, valuable minerals and metals from crude mineral ore. Proposed device comprises separation chamber with magnetic fluid, magnetic system with magnetic field source, separation baffle, loading and discharging appliances. Magnetic system consists of magnetic core composed of a drum and, at least, four pole points arranged in circle on drum pouter surface. Note here that longer side of pole points is aligned with drum cylindrical surface generatrix while magnetic system is located inside separation chamber filled with fluid wherein magnetic fluid is immersed.

EFFECT: higher efficiency of separation.

1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для разделения твердых частиц по плотности и может быть использовано в горнодобывающей, химической и других областях промышленности, в частности для эффективного отделения пустой породы из рудного минерального сырья.The invention relates to a device for separating solid particles by density and can be used in mining, chemical and other industries, in particular for the effective separation of gangue from ore mineral raw materials.

Известно устройство для разделения твердых материалов по плотности с помощью тяжелой суспензии, включающие барабан, заполненный суспензией мелкодисперсного утяжелителя, привод, обеспечивающий вращение барабана, загрузочное устройство, перегородку для разделения расслоившихся по глубине рабочего объема тяжелой суспензии минеральных частиц разного удельного веса и приспособления для выгрузки разделившихся фракций из барабана (Справочник по обогащению руд, т.2, ч. 1, 2. М:, Недра, 1974).A device is known for separating solid materials by density using a heavy suspension, including a drum filled with a suspension of a finely divided weighting agent, a drive that rotates the drum, a loading device, a partition for separating mineral particles of different specific gravity, separated by depth of the working volume, and devices for unloading the separated fractions from the drum (Handbook of ore dressing, vol. 2, part 1, 2. M :, Nedra, 1974).

Недостатком этого устройства является, низкая эффективность разделения частиц разной плотности, связанная с тем, что применяемые в данном устройстве тяжелые суспензии чрезмерно вязки, что снижает эффективность сепарации, а также малоустойчивы, что создает необходимость постоянного их перемешивания, а, следовательно, создания в объеме разделительной среды вихреобразных течений, негативно влияющих на точность разделения минеральных частиц. Это снижает эффективность разделения частиц разной плотности, что обусловлено действием сил гидродинамического сопротивления, которые зависят не только от плотности, но и от крупности частиц.The disadvantage of this device is the low separation efficiency of particles of different densities, due to the fact that the heavy suspensions used in this device are excessively viscous, which reduces the separation efficiency, and is also unstable, which creates the need for constant mixing and, therefore, the creation of a separation environment of eddy currents that negatively affect the accuracy of separation of mineral particles. This reduces the efficiency of separation of particles of different densities, which is due to the action of hydrodynamic resistance forces, which depend not only on the density, but also on the particle size.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является устройство для разделения частиц по плотности, включающее сепарационную камеру с магнитной жидкостью, магнитную систему с источником магнитного поля, разделительную перегородку, загрузочное и разгрузочное приспособления (см. Патент РФ №2176560, МПК⁷ В03С 1/32, опубл. 10.12.2001).Closest to the claimed technical solution is a device for separating particles by density, including a separation chamber with magnetic fluid, a magnetic system with a magnetic field source, a separation wall, loading and unloading devices (see RF Patent No. 2176560, IPC ⁷ V03C 1/32, publ. 10.12.2001).

Недостатком прототипа являются низкая производительность сепарации из-за технической невозможности создания с относительно большим межполюсным зазором магнитной системы, обеспечивающим приемлемую для горнорудной промышленности пропускную способность аппарата. Кроме того, в прототипе разгрузка тяжелой фракции осуществляется периодически, что также снижает производительность сепаратора.The disadvantage of the prototype is the low productivity of separation due to the technical impossibility of creating a relatively large interpolar gap of the magnetic system, providing acceptable throughput of the mining industry apparatus. In addition, in the prototype, the discharge of the heavy fraction is carried out periodically, which also reduces the performance of the separator.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение производительности сепарации за счет обеспечения непрерывности процесса разделения минералов, а также за счет увеличения общего объема рабочего пространства путем увеличения количества межполюсных зазоров в магнитной системе сепаратора и соответственно рабочих зон для сепарации.The objective of the proposed technical solution is to increase the separation performance by ensuring the continuity of the process of separation of minerals, as well as by increasing the total volume of the working space by increasing the number of interpolar gaps in the magnetic system of the separator and, accordingly, working areas for separation.

Решение технической задачи достигается тем, что в устройстве, включающем сепарационную камеру с магнитной жидкостью, магнитную систему с источником магнитного поля, разделительную перегородку, загрузочное и разгрузочное приспособления, согласно изобретению, магнитная система состоит из магнитопровода, выполненного в виде барабана, и, по крайней мере, четырех полюсных наконечников, расположенных по окружности на внешней стороне поверхности барабана, при этом длинная сторона полюсных наконечников совпадает по направлению с образующей цилиндрической поверхности барабана, а магнитная система расположена внутри сепарационной камеры, заполненной жидкой средой, в которую погружена магнитная жидкость.The solution to the technical problem is achieved by the fact that in a device comprising a separation chamber with magnetic fluid, a magnetic system with a magnetic field source, a separation wall, loading and unloading devices, according to the invention, the magnetic system consists of a magnetic circuit made in the form of a drum, and at least at least four pole pieces located circumferentially on the outer side of the surface of the drum, while the long side of the pole pieces coincides with the generatrix the cylindrical surface of the drum, and the magnetic system is located inside a separation chamber filled with a liquid medium into which the magnetic fluid is immersed.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором схематично изображено устройство для разделения частиц по плотности.The invention is illustrated by the drawing, which schematically shows a device for separating particles by density.

Устройство для разделения частиц по плотности состоит из сепарационной камеры 1 с делительной перегородкой 2, внутри которой размещена магнитная система, включающая магнитопровод 3, выполненный в виде барабана, источники магнитного поля 4, полюснные наконечники 5, загрузочное приспособление 6. Межполюсные зазоры магнитной системы заполнены ферромагнитной жидкостью 7, а сепарационная камера - омывающей средой 8. Для разгрузки частиц устройство снабжено разгрузочным приспособлением 9.A device for separating particles by density consists of a separation chamber 1 with a dividing wall 2, inside which a magnetic system is placed, including a magnetic circuit 3 made in the form of a drum, sources of a magnetic field 4, pole tips 5, loading device 6. The interpolar gaps of the magnetic system are filled with a ferromagnetic liquid 7, and the separation chamber - washing medium 8. For unloading particles, the device is equipped with a discharge device 9.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Смесь частиц разной плотности с помощью загрузочного приспособления 6 подают через слой омывающей среды 8, например, воды в верхний межполюсный зазор магнитной системы. Частицы, попадая на поверхность и в объем ферромагнитной жидкости 7, (например, коллоидного раствора магнетита в керосине) под действием гравитационного и магнитного полей, а также выталкивающих сил, образованных этими полями в объеме ферромагнитной жидкости 7, расслаиваются по глубине ее слоя в межполюсном зазоре. Легкие частицы остаются на границе раздела омывающей среды 8, куда погружена ферромагнитная жидкость 7, а тяжелые - на дне межполюсного зазара. По мере вращения барабана магнитной системы 3 происходит самопроизвольная разгрузка расслоившихся легких и тяжелых частиц. При повороте барабана 3 от верхней точки примерно на 45-75º легкие частицы отрываются от поверхности ферромагнитной жидкости 7 и под действием гравитационных и инерционных сил падают вниз. Тяжелые частицы по мере вращения барабана 3 всплывают на поверхность ферромагнитной жидкости 7, отрываются от нее и разгружаются при повороте барабана 3 на угол примерно 75-135º. Падающие в воде по разным траекториям частицы разделяются перегородкой 2 и направляются в разгрузочные приспособления 9. Предложенное техническое решение обеспечивает достижение технического результата за счет того, что в заявленном устройстве разделение минералов происходит в двух и более межполюсных зазорах, Кроме того, разгрузка тяжелой фракции в предлагаемом устройстве осуществляется непрерывно, что также увеличивает его производительность. Причем длина межполюсных зазоров, определяемая длиной барабана, в предлагаемом устройстве ни чем не ограничена в силу того, что разделяемый материал движется не вдоль межполюсного зазора, как в прототипе, а поперек, что также способствует повышению нагрузки по исходному питанию.A mixture of particles of different densities with the help of a loading device 6 is fed through a layer of a washing medium 8, for example, water into the upper interpolar gap of the magnetic system. Particles falling on the surface and in the volume of a ferromagnetic fluid 7 (for example, a colloidal solution of magnetite in kerosene) under the influence of gravitational and magnetic fields, as well as buoyant forces formed by these fields in the volume of ferromagnetic fluid 7, are stratified along the depth of its layer in the interpolar gap . Light particles remain at the interface between the washing medium 8, where the ferromagnetic fluid 7 is immersed, and heavy particles remain at the bottom of the interpolar gap. As the drum of the magnetic system 3 rotates, spontaneous unloading of the exfoliated light and heavy particles occurs. When the drum 3 rotates from the upper point by about 45-75º, light particles come off the surface of the ferromagnetic fluid 7 and fall under the influence of gravitational and inertial forces. Heavy particles as the drum 3 rotates, float to the surface of the ferromagnetic fluid 7, break away from it and unload when the drum 3 is rotated by an angle of about 75-135º. Particles falling in the water along different paths are separated by a partition 2 and sent to the unloading devices 9. The proposed technical solution ensures the achievement of the technical result due to the fact that in the claimed device the separation of minerals occurs in two or more interpolar gaps. In addition, the heavy fraction is unloaded in the proposed device is carried out continuously, which also increases its performance. Moreover, the length of the pole gap, determined by the length of the drum, in the proposed device is not limited by anything due to the fact that the material being shared does not move along the pole gap, as in the prototype, but across, which also contributes to an increase in the load on the source power.

Использование предложенного технического решения позволит по сравнению с прототипом повысить производительность сепаратора, улучшить технико-экономические показатели сепарации, снизить токсичность процесса сепарации, а также повысить эффективность извлечения необходимых компонентов из разделяемого сырья.Using the proposed technical solution will allow, in comparison with the prototype, to increase the performance of the separator, improve the technical and economic indicators of separation, reduce the toxicity of the separation process, and also increase the efficiency of extraction of the necessary components from the shared raw materials.

Разделяемые частицы при подаче в сепаратор проходят через слой воды и поэтому окружены защитной оболочкой, что делает их лиофобными по отношению к ферромагнитной жидкости. Это резко сокращает расход ферромагнитной жидкости и соответственно улучшает экономические и экологические показатели сепарации.Separated particles, when fed into the separator, pass through a layer of water and are therefore surrounded by a protective shell, which makes them lyophobic with respect to the ferromagnetic fluid. This dramatically reduces the consumption of ferromagnetic fluid and, accordingly, improves the economic and environmental indicators of separation.

Claims

A device for separating particles by density, including a separation chamber with magnetic fluid, a magnetic system with a magnetic field source, a separation wall, loading and unloading devices, characterized in that the magnetic system consists of a magnetic circuit made in the form of a drum, and at least four pole pieces located circumferentially on the outer side of the surface of the drum, while the long side of the pole pieces coincides with the generatrix of the cylindrical the surface of the drum, and the magnetic system is located inside the separation chamber filled with a liquid medium into which the magnetic fluid is immersed.